Con nastri danzanti di luce visibili nel cielo, un team di ricercatori ha effettuato una serie di voli panoramici e talvolta tempestosi verso il freddo sconosciuto, cercando di saperne di più sul motivo per cui uno dei luoghi più gelidi della Terra si sta riscaldando a un ritmo febbrile.
I ricercatori, uno scienziato atmosferico dell'Università di Miami e i suoi due dottorandi. studenti - hanno preso i voli come parte di una campagna sul campo durata quasi due mesi volta a indagare in che misura le nuvole generate dalle epidemie di aria fredda marina (MCAO) riflettono e potenzialmente contribuiscono al rapido riscaldamento dell'Artico, sostenendo allo stesso tempo il più eventi meteorologici estremi di quella regione polare.
"L'Artico sta cambiando rapidamente, riscaldandosi a un ritmo da due a quattro volte più veloce della media globale", ha affermato Paquita Zuidema, professore e presidente di scienze atmosferiche presso la Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science e ricercatore principale di CAESAR. , o esperimento sull'epidemia di aria fredda nella regione subartica.
Manca ancora un consenso sul perché e come ciò si sta verificando, e rimangono interrogativi su come le nuvole contribuiscano o semplicemente rispondano a questi cambiamenti. Più possiamo imparare sul comportamento delle nuvole artiche ora, meglio possiamo prevedere l’Artico del futuro. In ogni caso, man mano che l'Artico diventa più accessibile, dovremo migliorare le previsioni meteorologiche nell'Artico in una delle regioni meno osservate del pianeta."
Gli MCAO, che possono avere un impatto sui modelli meteorologici in tutto il mondo, si verificano quando l’aria fredda e secca si sposta sulle calde acque oceaniche, con la differenza tra la temperatura dell’aria e quella del mare che fa sì che l’oceano rilasci grandi quantità di calore e umidità nell’aria. Come parte di questo estremo scambio energetico aria-mare, si forma un ampio strato limite di nubi convettive, che producono, a volte, intense minime polari simili a uragani.
Quelle nuvole sono di natura complessa, costituite sia da ghiaccio che da liquido. Ma si sa poco su come si formano ed evolvono. "Capire come queste nuvole dividono la loro umidità tra liquido e ghiaccio non è ancora ben rappresentato nei modelli", ha detto Zuidema.
"E questo sta iniziando a essere un grosso problema perché le nuvole liquide riflettono molta luce solare. Le nuvole di ghiaccio tendono a nevicare sul terreno o sull'oceano. Quindi, vogliamo sapere, in nuvole molto fredde, quanta di quell'umidità è liquida." e quanto è il ghiaccio, e perché e come avviene questo cambiamento?"
Ed è qui che entra in gioco CAESAR. Durante il recente campo sul campo, organizzato dal Centro nazionale per la ricerca atmosferica della National Science Foundation, gli studenti laureati della Zuidema e della Rosenstiel School Sam Ephraim e Tyler Tatro sono volati da Kiruna, in Svezia, a bordo di un aereo C-130 Hercules. , viaggiando fino al confine del ghiaccio marino artico al largo della Groenlandia e impiegando una serie di strumenti che hanno raccolto una grande quantità di dati.
Le dropsonde rilasciate dal C-130 hanno registrato dati in situ su vento, temperatura e umidità mentre viaggiavano verticalmente attraverso l'atmosfera. Lidar, radar e radiometri sull'aereo determinavano la proporzione di ghiaccio e acqua nelle nuvole. Gli strumenti montati sulle ali dell'aereo hanno campionato le proprietà delle nuvole, mentre le prese d'aria hanno raccolto gli aerosol per l'analisi.
Alla campagna sul campo hanno partecipato anche scienziati di altre otto università degli Stati Uniti, nonché dell’Università di Stoccolma in Svezia, dell’Università di Oslo in Norvegia e del Laboratorio di ricerca navale statunitense. Stanno esaminando l’impatto degli aerosol, dell’aria della stratosfera e delle dinamiche su piccola scala sullo sviluppo delle nuvole. Sono stati coinvolti anche i modellatori per facilitare un trasferimento più rapido delle conoscenze.
Per Ephraim, che ha volato su quattro degli otto voli CAESAR, la campagna è stata più che un’opportunità per osservare scienziati senior al lavoro. Ha svolto un ruolo fondamentale nel successo della missione, azionando il radiometro che misurava la quantità di radiazioni emesse dal vapore acqueo e dall'acqua liquida nell'aria. Inoltre, ha contribuito a condurre briefing sulle previsioni meteorologiche per il team di scienziati che hanno determinato se i voli in ogni giorno della campagna sarebbero decollati o sarebbero rimasti a terra.
"Una cosa è sedersi in un'aula o davanti a un computer e guardare i dati sulle epidemie di aria fredda che altre persone hanno raccolto in altre campagne sul campo, ma è tutta un'altra cosa poterli vedere con i propri occhi e svolgere un ruolo attivo nella ricerca", ha affermato Ephraim, che da ragazzino ha deciso di voler intraprendere una carriera nel campo della meteorologia dopo aver guardato diverse ore di copertura di Weather Channel.
"Il nostro intero schieramento è stato fantastico", ha continuato. "Abbiamo visto spesso l'aurora boreale. Erano estremamente attive durante il periodo in cui eravamo lì. E sui voli, vedere la transizione dal cielo limpido e soleggiato sul ghiaccio marino alle condizioni tempestose è stato semplicemente notevole."
Tatro, che sta studiando la combustione della biomassa e le interazioni delle nubi di aerosol sull'Africa, ha anche collaborato al funzionamento del radiometro e ha contribuito a pianificare alcuni voli. Per lui la campagna era "la scienza riportata in vita dai libri di testo."
"Ho avuto un'idea di quanta comunità ci sia nella scienza dell'atmosfera", ha detto. "Ho visto i nomi di scienziati famosi nei libri e negli articoli di ricerca. Vederli in azione e collaborare con loro mi ha dato la sensazione di quanto siano appassionati del loro lavoro."
L'analisi preliminare dei dati CAESAR è ora in corso, con una sessione dedicata alla campagna proposta per un prossimo incontro dell'American Meteorological Society, secondo Zuidema.
Fornito dall'Università di Miami
